Festkörperbatterien: Der Wettlauf um günstigere und sicherere E-Autos

Klassische Lithium-Ionen-Batterien stoßen bei Reichweite, Ladezeit und Sicherheit zunehmend an technische Grenzen. Mehrere Autohersteller und Chemiekonzerne arbeiten deshalb an der nächsten Batteriegeneration, die diese Probleme lösen soll: der Festkörperbatterie. Sie verzichtet auf brennbare Flüssigkeitskomponenten und gilt deshalb als deutlich sicherer als heutige Zellen.

Ambitionierte Ankündigungen der Autohersteller

Toyota plant die Serienproduktion einer Festkörperbatterie für 2027 bis 2028 und verspricht dabei eine Reichweite von 1.200 Kilometern bei einer Ladezeit von nur 10 Minuten. Auch der chinesische Hersteller Chery kündigte für 2026 den Start der Massenproduktion einer zweiten Generation von Festkörperbatterien mit einer Energiedichte von 400 Wh/kg an. Noch weiter geht BYD: Der Konzern verspricht eine Ladezeit von 12 Minuten für eine Reichweite von 1.500 Kilometern nach dem chinesischen CLTC-Zyklus.

Mercedes-Benz testet seit Februar einen eigenen Festkörperbatterie-Prototyp. Laut Dr. Schäfer von Mercedes-Benz sei die Festkörperbatterie dabei ein zentraler Ansatz. Das Fahrzeug soll 25 Prozent mehr Reichweite bieten und über 1.000 Kilometer schaffen. Mit heutigen Nickel-Kobalt-Mangan-Akkus (NMC) ist das laut Schäfer nicht möglich. Auch Nissan strebt eine Kommerzialisierung bis 2028 an, während die FAW Group bereits eine Hybrid-Festkörperbatterie mit 500 Wh/kg Energiedichte vorstellte, die doppelt so leistungsfähig wie herkömmliche LiFP-Batterien sein soll.

Chemiekonzerne setzen auf Kostenreduktion

Neben den Autobauern arbeitet auch die Zulieferindustrie an der Technologie. Sumitomo Chemical bereitet die Serienfertigung eines Halogenid-basierten Festelektrolyten vor und will damit Kostenparität mit High-Performance-Lithium-Ionen-Batterien erreichen. Die Massenproduktion soll ab dem Fiskaljahr 2028 starten. Nach Angaben von Sumitomo Chemical könnten Batteriehersteller dabei teilweise bestehende Produktionsanlagen für Lithium-Ionen-Batterien nutzen. Ob dieser Kostenvorteil tatsächlich erreicht wird, ist bislang allerdings nur ein Anspruch des Unternehmens, unabhängige Tests dazu stehen noch aus.

Einen anderen Weg geht Sila Nanotechnologies mit Silizium-Anoden, die bis zu 20 Prozent höhere Energiedichte als konventionelle Lithium-Ionen-Batterien versprechen. Ein Vorteil dieser Technologie: Sie kann Graphit in bestehenden Produktionsanlagen ersetzen, ohne dass neue Fabriklinien nötig wären. Ungeklärt ist bislang, wie die Volumenveränderungen der Silizium-Anoden beim Laden und Entladen gelöst werden, die Lebensdauer und Leistung der Zellen beeinträchtigen können.

Sicherheit als zusätzlicher Vorteil

Neben Reichweite und Ladezeit spielt bei Festkörperbatterien auch die Sicherheit eine wichtige Rolle. Da sie keine brennbaren Flüssigkeitskomponenten enthalten, ist das Brandrisiko deutlich geringer als bei heutigen Lithium-Ionen-Batterien. Dieser Aspekt könnte gerade in Zeiten des Preisverfalls bei Elektroautos im Massenmarkt für zusätzliches Vertrauen bei Käufern sorgen, während günstige Modelle wie der VW ID. Polo in der Kompaktklasse an den Start gehen.

Noch Jahre bis zur Serienreife

Trotz der zahlreichen Ankündigungen gilt: Serienreife Festkörperbatterien in E-Autos sind voraussichtlich mindestens fünf bis sieben Jahre entfernt. Die genannten Zeitpläne der Hersteller für 2026 bis 2028 beziehen sich meist auf den Produktionsstart, nicht auf den breiten Einsatz in Serienfahrzeugen.

Offen bleibt zudem, welche Rolle deutsche Zulieferer wie Bosch, Varta oder Daimler bei industrialisierten Lösungen künftig spielen werden. Während sich die deutsche Industrie ohnehin mit Kostenoffensiven gegen chinesische Konkurrenz behauptet, etwa durch den Ausbau der Produktion in Ungarn, könnte ein Rückstand bei der Batterietechnologie der nächsten Generation zu einem weiteren Wettbewerbsnachteil werden. Der internationale Wettlauf um Festkörperbatterien und alternative Anodentechnologien dürfte die Branche in den kommenden Jahren maßgeblich prägen.